KR101204784B1 - 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치 - Google Patents

시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기부상식 철도, 모노레일 등의 신교통시스템에 사용되는 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치에 관한 것이다.

Description

시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치{DRIVING DEVICE OF ROTARY BEAM IN SCISSORS TYPE TRACK BRANCHING DEVICE}
본 발명은 자기부상식 철도, 모노레일 등의 신교통시스템에 사용되는 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치에 관한 것이다.
종래 자기부상식 철도나 모노레일에서는 도 1(a)에 나타나듯이, 예를 들면 상행선과 하행선의 2개의 평행한 궤도 거더의 도중에 분기 주가동 거더(1,2,3,4)와 이것에 각각 복수의 분기 종가동 거더(1a,1b,2a,2b,3a,3b,4a,4b)를 연결한 분기 궤도 거더를 설치하고, 이것들을 스위칭 장치에 따라서 이동시키고 궤도의 분기를 행하는 시저스 타입의 궤도 분기기가 공지되어 있다.
분기 주가동 거더(1)와 분기 주가동 거더(2) 사이에는 고정 거더(5)가 설치되고, 분기 주가동 거더(3)와 분기 주가동 거더(4)의 사이에는 고정 거더(6)가 설치되고, 고정 거더(5)와 고정 거더(6) 사이의 중앙부에는 회전거더(턴테이블)(7)가 설치되어 있다. 각 분기 궤도 거더의 하단에는 대차가 설치되어 있고, 지상 측에 부설한 안내레일에 안내 이동한다.
또한, 도 1(b)에 나타나듯이, 분기 주가동 거더(2)와 분기 주가동 거더(4)를 중앙 측에 이동시키고 그 선단을 각각 회전거더(7)에 접속하거나, 도 1(c)에 나타나듯이, 분기 주가동 거더(1)와 분기 주가동 거더(3)를 중앙 측에 이동시키고 그 선단을 각각 회전거더(7)에 접속하고 있다. 이 경우, 회전거더(7)에 부설되는 레일이 접속되는 분기 주가동 거더에 부설되는 레일과 직선상에 되도록, 도 1(b)에서는 회전거더(7)를 시계방향으로 회전시키고, 도 1(c)에서는 반시계방향으로 회전시키고 있다.
이와 같은 유형의 종래의 회전거더(7) 구동장치로서 일본공개특허 특개2002-180406호의 공보에 개시되어 있다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 종래 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더(7)는 바닥에 고정 설치되는 지지대(19)에 선회 베어링(17)을 이용하여 수평 회전 자유롭게 설치되어 있다. 또한, 회전거더(7)의 하부에는 가이드 암(11)이 돌출 설치되어 있다.
한편, 바닥에는 설치대(23)가 고정 설치되어 있고, 랙(22)이 롤러(24)로 수평방향에 이동가능하게 지지되고, 랙(22)에 맞물리는 피니언(25)이 설치대(23)에 설치되어 있다. 또한, 랙(22)의 단부는 랙구동장치(12)에 연결되고, 랙(22)의 정지위치를 정하기 위한 리밋스위치(12a)가 부설되어 있다. 또한, 21은 전동 실린더이다.
가이드 암(11)에는, 도 5에 도시한 바와 같이 가이드 홈(11a)의 중심선이 회전거더(7)의 중심을 향하도록, 가이드 홈(11a)이 형성되어 있다. 또한, 지상측의 피니언(25)의 축에는 구동 암(26)이 고정 설치되고, 구동 암(26)의 선단에는 가이드 홈(11a)에 끼워지는 가이드 롤러(27)가 배치되어 있다.
분기 주가동 거더(2) 및 분기 주가동 거더(4)의 선단측에는 각각 차륜(18)이 부설되고 있고, 스위칭 장치의 작동에 의하여 바닥에 부설되는 안내레일(8)에 안내되어 이동한다. 또한, 양 거더의 선단에는 연결거더(14)가 핀(13)으로 상하 방향으로 회전 가능하게 연결되고, 회전거더(7)와 분기 주가동 거더(2,4)와의 레일 높이를 동일하게 하기 위해, 연결거더(14)의 선단에는 회전거더(7)의 가이드(16)에 끼우는 롤러(15)가 설치되어 있다.
이러한 구성에 의해, 도 3과 같이 분기 궤도 거더(4)(2)를 회전거더(7)에 접속하거나 도 4와 같이 분기 궤도 거더(1)(3)를 회전거더(7)에 접속할 때는 구동 암(26)을 수평으로 회전시켜 회전거더(7)를 반시계방향 또는 시계방향으로 회전시키고, 구동 암(26)이 가이드 홈(11a)과 직각에 위치하는 때에 회전거더(7)가 소정의 회전 위치에 되게 한다.
그러나 회전거더(7)의 회전은 모터의 동력을 받는 파워실린더인 전동실린더(12)로 랙(22)의 직선운동을 피니언(25)의 회전운동을 통해 구동 암(26)이 가이드 암(11)을 밀면서 회전함으로 행해지는데, 그 구조가 매우 복잡하다.
또한, 가이드 암(11)이 돌출되어 회전거더(7)에 대해 외팔보 형태를 취하기 때문에, 가이드 롤러(27)가 밀 때 가이드 암(11)에 전단력이 많이 작용하여 전단손상(회전거더로부터 떨어져 나가는 것)이 생길 수 있다.
일본공개특허 특개2002-180406호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구동 암의 동력전달기구를 간소화시킨 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치는,
평행한 2개의 궤도 거더에 각각 2기의 분기 궤도 거더를 대향하여 설치함과 동시에 궤도 간 중앙부에 회전 가능한 회전거더를 설치하고, 대각의 상기 분기 궤도 거더를 각각 스위칭 동작시키고 상기 회전거더에 접속하는 것에 의해 일측의 궤도 거더로부터 타측의 궤도 거더에 접속하게 한 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동 장치에 있어서,
상기 회전거더에 가이드 홈을 가지는 가이드 레일을 설치하고, 지상 측에 상기 가이드 홈에 끼워지는 가이드 롤러를 선단에 구비한 구동 암을 설치하고, 상기 구동 암은 기어드 모터의 동력을 전달받는 웜 감속기의 회전축에 의해 회전된다.
청구항 1의 구성에 의하면, 종래의 파워실린더, 랙과 피니언의 구성을 웜 감속기 하나로 구동 암을 회전시킬 수 있어 구성을 매우 간소화시킨다.
본 발명의 청구항 2에 기재된 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치는,
상기 회전거더의 일측과 타측에는 보조안내롤러가 설치되고, 바닥에 설치된 지지대에는 상기 보조안내롤러가 이동되는 보조안내레일이 설치되는 것이 바람직하다.
청구항 2의 구성에 의하면, 양측에 보조안내레일과 보조안내롤러가 보조로 지지해 주기 때문에 회전거더의 회전축 사이즈를 소형화시키더라도 회전거더를 안정적으로 지지할 수 있다.
본 발명의 청구항 3에 기재된 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치는,
상기 가이드 레일은 상기 회전거더의 하면 안쪽에 배치 고정되는 것이 바람직하다.
청구항 3의 구성에 의하면, 안내레일과 안내롤러가 회전거더의 양측에 설치로 인해 적은 모멘트로 회전이 가능하여 회전거더의 회전축과 구동 암의 회전축을 연결하는 팔의 길이가 짧아지고, 가이드 레일이 회전거더의 하면에 밀착 고정되기 때문에 구동 암이 미는 힘에 대한 가이드 레일의 전단 손상(회전거더로부터 떨어져 나가는 것) 등을 방지할 수 있다.
이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
구동 암이 웜 감속기의 회전축에 의해 회전됨으로써, 회전거더를 회전시키는 구성을 매우 간소화시킨다.
회전거더의 양측에 보조안내레일과 보조안내롤러가 보조로 지지해 주기 때문에 회전거더의 회전축 사이즈를 소형화시키더라도 회전거더를 안정적으로 지지할 수 있다.
가이드 레일이 회전거더의 하면 안쪽에 배치 고정되어 회전거더의 회전축과 구동 암의 회전축을 연결하는 팔의 길이가 짧아지더라도, 보조안내레일과 보조안내롤러가 회전거더의 양측에 설치로 인해 적은 모멘트로 회전이 가능하고, 특히 가이드 레일이 회전거더의 하면에 밀착 고정되기 때문에 구동 암이 미는 힘에 대한 가이드 레일의 전단 손상(회전거더로부터 떨어져 이탈되는 것) 등을 방지할 수 있다.
도 1은 시저스 타입 궤도분기장치의 외관을 나타내는 평면도.
도 2는 종래의 회전거더 구동장치의 실시 형태의 구성을 나타내는 측면도.
도 3은 종래 분기 주가동 거더(2)와 분기 주가동 거더(4)를 접속한 때의 회전거더의 상태를 나타내는 평면도.
도 4는 종래 분기 주가동 거더(1)와 분기 주가동 거더(3)를 접속한 때의 회전거더의 상태를 나타내는 평면도.
도 5는 종래 회전거더가 회전되지 않은 상태에서 가이드 암과 구동 암의 작동 상태의 설명도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치를 도시한 측면도.
도 7은 분기 주가동 거더(2)와 분기 주가동 거더(4)를 접속한 때의 회전거더의 상태를 나타내는 평면도.
도 8은 분기 주가동 거더(1)와 분기 주가동 거더(3)를 접속한 때의 회전거더의 상태를 나타내는 평면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치의 주요 부분을 개략적으로 도시한 사시도.
도 10은 도 9의 가이드 레일과 구동 암을 도시한 사시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치를 도시한 측면도이고, 도 7은 분기 주가동 거더(2)와 분기 주가동 거더(4)를 접속한 때의 회전거더의 상태를 나타내는 평면도이고, 도 8은 분기 주가동 거더(1)와 분기 주가동 거더(3)를 접속한 때의 회전거더의 상태를 나타내는 평면도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동장치의 주요 부분을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 가이드 레일과 구동 암을 도시한 사시도이다.
회전거더(7)의 하면 중심에는 회전축(100)이 설치되고, 회전축(100)은 지상측 바닥에 고정 설치되는 지지대(180)에 고정되어 있다.
또한, 회전거더(7)의 하면(7a) 양측에는 보조안내롤러(80)가 설치되고, 바닥에 고정된 지지대(190)에는 보조안내롤러(80)를 안내하는 보조안내레일(90)이 설치되어 있다.
이와 같이, 회전축(100)을 중심으로 좌우 양측에 보조안내롤러(80)와 보조안내레일(90)이 설치되어 있어서, 회전축의 소형화가 가능하다.
회전거더(7)의 하면(7a) 안쪽에는 가이드 홈(110a)이 형성된 가이드 레일(110)이 설치되어 있다.
즉 가이드 레일(110)은 회전거더(7)의 안쪽 하면(7a)에 고정되는 고정베이스(111)와, 고정베이스(111)의 양측에서 아래로 연장되는 연장부(113)(115)로 구성되고, 연장부(113)와 연장부(115) 사이에 가이드 홈(110a)이 형성된다.
이러한 가이드 레일(110)은 종래와 달리 회전거더(7)에서 돌출되지 않고 하면(7a) 안쪽(회전거더(7)의 테두리에서 회전축(100)을 향하는 쪽)에 고정되어 있어, 회전축(100)과 가이드 롤러(270)의 중심을 잇는 길이(L)가 짧아지게 된다.
팔의 길이(L)가 짧아지더라도 작은 힘으로도 회전거더(7)를 회전시킬 수 있는 것은 양측의 보조안내롤러(80)와 보조안내레일(90)이 보조해 주고 있기 때문에 가능하다.
또한, 고정베이스(111)가 하면(7a)에 밀착 고정되기 때문에, 가이드 롤러(270)가 가이드 레일(110)을 밀어도, 외팔보 형태의 가이드 암(11)에 비해 덜 전단력을 받아 전단손상될 우려는 현저히 작다.
한편, 바닥에는 설치대(230)가 고정 설치되고 있고, 설치대(230)에는 회전거더(7)의 구동장치가 설치되어 있다.
회전거더(7)의 구동장치는 도 9에 도시한 바와 같이 기어드 모터(210), 웜 감속기(250), 구동 암(260) 및 가이드 레일(110)로 이루어진다.
즉 기어드 모터(210)와 웜 감속기(250)는 설치대(230)에 설치 고정되어 있다.
웜 감속기(250)는 웜(251)과 이 웜(251)과 맞물린 웜휠(253)로 구성되어 있다.
웜(251)의 회전축은 기어드 모터(210)의 회전축에 커플링(220)에 의해 연결되어 있다.
웜휠(253)은 그 회전축이 도 9에 도시한 바와 같이 상하방향으로 놓여있다. 이 웜휠(253)의 회전축에 구동수직축(255)을 연결하고, 이 구동수직축(255)의 상단에 수평으로 돌출 형성된 구동 암(260)이 설치되어 있다.
이 구동 암(260)의 선단측에는 가이드 홈(110a)에 끼워지는 가이드 롤러(270)가 회전 가능하게 지지한 수직지지축(275)이 설치되어 있다.
이와 같이, 기어드 모터(210)와 웜 감속기(250)의 배치만으로도 구동 암(260)을 통해 가이드 롤러(270)의 회전으로 가이드 레일(110)을 밀어주면서 회전거더(7)를 소정의 위치(통상 회전 각도는 13.8도)에 회전 정지시킬 수 있다.
회전거더(7)의 소정 회전 정지는 회전거더(7)에 부착한 무접점 센서(미도시)에 의해 이루어진다.
무접점 센서(미도시)는 물리적으로 닿지 않고 센싱하는 구조로서, 자기장을 일으켜서 주위에 철판과 같은 금속성 물체가 근처에 올 경우 전자 유도에 의해 진폭의 변화를 이용하여 물체의 유무를 감지하는 센서이다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 실시예의 회전거더 구동 장치의 작용에 관해서 설명한다.
분기 주가동 거더(1)와 분기 궤도 거더(2)가 고정 거더(5)에 접속되고, 분기 궤도 거더(3)와 분기 궤도 거더(4)가 고정 거더(6)에 접속하고 있는 도 1(a)의 상태로부터 분기 궤도 거더(2)와 분기 궤도 거더(4)를 내측에 이동시키고 그 선단을 회전거더(7)에 접속하고 도 1(b)의 상태로 할 때는, 도 7에 나타나듯이, 기어드 모터(210)를 정회전시키고, 웜(251)과 웜휠(253)을 통해 구동 암(260)을 반시계방향으로 회전시킨다. 이것에 의해, 구동 암(260)의 가이드 롤러(270)가 가이드 홈(110a)을 따라 움직이면서 가이드 레일(110)을 밀어 회전거더(7)를 반시계방향으로 회전시킨다.
회전거더(7)가 소정의 회전 각도로 회전하면 무접점 센서가 작동하고 기어드 모터(210)를 정지시킨다. 다음에, 분기 궤도 거더(2)와 분기 궤도 거더(4)를 내측에 이동시키면, 도 6과 같이 그 선단에 마련되어 있는 연결거더(14)에 부설한 롤러(15)가 회전거더(7)의 가이드(16)에 움직여 끼운다. 분기 궤도 거더(2)와 분기 궤도 거더(4)가 소정의 위치까지 이동시킨 후 지상측에 설치한 쇄정장치에 따라서 고정한다.
다음에, 도 1(a)의 상태로부터 분기 궤도 거더(1)와 분기 궤도 거더(3)를 내측에 이동시키고 그 선단을 회전거더(7)에 접속하여 도 1(c)의 상태로 할 때는, 도 8에 도시한 바와 같이, 기어드 모터(210)를 역회전시키고, 웜(251)과 웜휠(253)을 통해 구동 암(260)을 시계방향으로 회전시킨다. 이것에 의해, 구동 암(260)의 가이드 롤러(270)가 가이드 홈(110a)을 따라 움직이면서 가이드 레일(110)을 밀어 회전거더(7)를 시계방향으로 회전시킨다.
도 1(b) 또는 도 1(c)의 상태로부터 도 1(a)의 상태로 하는 경우는 전술한 순서의 반대로 행하면 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.
본 발명은 자기부상식 철도, 모노레일 등의 신교통 시스템 및 궤도 분기를 하는 장치라면 어느 것이라도 좋다.
1,2,3,4: 분기 주가동 거더 1a,1b,2a,2b: 분기 종가동 거더
3a,3b,4a,4b : 분기 종가동 거더 5,6 : 고정거더
7 : 회전거더 8 : 안내레일
11 : 가이드 암 11a : 가이드 홈
12 : 랙 구동 장치 12a : 리밋스위치
13 : 핀 14 : 연결거더
15 : 롤러 16 : 가이드
17 : 선회 베어링 18 : 차륜
19 : 지지대 21 : 전동실린더
22 : 랙 23 : 설치대
24 : 롤러 25 : 피니언
26 : 구동 암 27 : 가이드 롤러
100 : 회전축 110 : 가이드 레일
110a : 가이드 홈 111 : 고정베이스
113,115 : 연장부 180,190 : 지지대
210 : 기어드 모터 220 : 커플링
230 : 설치대 250 : 웜 감속기
251 : 웜 253 : 웜휠
255 : 구동수직축 260 : 구동 암
270 : 가이드 롤러 275 : 수직지지축

Claims (3)

  1. 평행한 2개의 궤도 거더에 각각 2기의 분기 궤도 거더를 대향하여 설치함과 동시에 궤도간 중앙부에 회전 가능한 회전거더를 설치하고, 대각의 상기 분기 궤도 거더를 각각 스위칭 동작시키고 상기 회전거더에 접속하는 것에 의해 일측의 궤도 거더로부터 타측의 궤도 거더에 접속하게 한 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동 장치에 있어서,
    상기 회전거더에 가이드 홈을 가지는 가이드 레일을 설치하고,
    지상측에 상기 가이드 홈에 끼워지는 가이드 롤러를 선단에 구비한 구동 암을 설치하고,
    상기 구동 암은 기어드모터의 동력을 전달받는 웜감속기의 회전축에 의해 회전되는 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전거더의 일측과 타측에는 보조안내롤러가 설치되고,
    바닥에 설치된 지지대에는 상기 보조안내롤러가 이동되는 보조안내레일이 설치되는 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 회전거더의 하면 안쪽에 배치 고정되는 시저스 타입 궤도 분기기의 회전거더 구동 장치.
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